线程池面试 [21]

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1.为什么要使用线程池？

创建线程和销毁线程的花销是比较大的，这些时间有可能比处理业务的时间还要长。这样频繁的创建线程和销毁线程，再加上业务工作线程，消耗系统资源的时间，可能导致系统资源不足。（我们可以把创建和销毁的线程的过程去掉）

2.线程池有什么作用？

线程池作用就是限制系统中执行线程的数量。

1、提高效率创建好一定数量的线程放在池中，等需要使用的时候就从池中拿一个，这要比需要的时候创建一个线程对象要快的多。

2、方便管理可以编写线程池管理代码对池中的线程同一进行管理，比如说启动时有该程序创建100个线程，每当有请求的时候，就分配一个线程去工作，如果刚好并发有101个请求，那多出的这一个请求可以排队等候，避免因无休止的创建线程导致系统崩溃。

3.常见的线程池

1.newSingleThreadExecutor
创建一个单线程化的线程池，它只会用唯一的工作线程来执行任务，保证所有任务按照指定顺序(FIFO, LIFO, 优先级)执行。

2.newFixedThreadPool
创建一个定长线程池，可控制线程最大并发数，超出的线程会在队列中等待。

3.newCachedThreadPool
创建一个可缓存线程池，如果线程池长度超过处理需要，可灵活回收空闲线程，若无可回收，则新建线程。

4.newScheluedThreadPool
创建一个定长线程池，支持定时及周期性任务执行。

4.线程池中的参数

1.corePoolSize:核心线程数

2.maximunPoolSize:最大线程数

3.keepAliveTime:存活时间

4.util:存活时间的单位

5.workQueue:工作队列

6.threadFactory:线程工厂

7.handler:拒绝策略

5.拒绝策略

RejectedExecutionHandler接口提供了拒绝任务处理的自定义方法的机会

AbortPolicy策略：该策略会直接抛出异常，阻止系统正常工作。
CallerRunsPolicy 策略：只要线程池未关闭，该策略直接在调用者线程中，运行当前的被丢弃的任务。
DiscardOleddestPolicy策略：该策略将丢弃最老的一个请求，也就是即将被执行的任务，并尝试再次提交当前任务。
DiscardPolicy策略：该策略默默的丢弃无法处理的任务，不予任何处理。

除了JDK默认提供的四种拒绝策略，我们可以根据自己的业务需求去自定义拒绝策略，自定义的方式很简单，直接实现RejectedExecutionHandler接口即可。

6.execute和submit

execute适合于不需要关注返回值,只需要将线程丢到线程池中去执行就可以了。
submit适合关注于返回值

7.五种线程池的使用场景

newSingleThreadExecutor：一个单线程的线程池，可以用于需要保证顺序执行的场景，并且只有一个线程在执行。

newFixedThreadPool：一个固定大小的线程池，可以用于已知并发压力的情况下，对线程数做限制。

newCachedThreadPool：一个可以无限扩大的线程池，比较适合处理执行时间比较小的任务。

newScheduledThreadPool：可以延时启动，定时启动的线程池，适用于需要多个后台线程执行周期任务的场景。

newWorkStealingPool：一个拥有多个任务队列的线程池，可以减少连接数，创建当前可用cpu数量的线程来并行执行。

8.线程池的关闭

关闭线程池可以调用shutdownNow和shutdown两个方法来实现

shutdownNow：对正在执行的任务全部发出interrupt()，停止执行，对还未开始执行的任务全部取消，并且返回还没开始的任务列表。

shutdown：当我们调用shutdown后，线程池将不再接受新的任务，但也不会去强制终止已经提交或者正在执行中的任务。

9.初始化线程池时线程数的选择

如果任务是IO密集型，一般线程数需要设置2倍CPU数以上，以此来尽量利用CPU资源。

如果任务是CPU密集型，一般线程数量只需要设置CPU数加1即可，更多的线程数也只能增加上下文切换，不能增加CPU利用率。

10.线程池都有哪几种工作队列

1、ArrayBlockingQueue

是一个基于数组结构的有界阻塞队列，此队列按 FIFO（先进先出）原则对元素进行排序。

2、LinkedBlockingQueue

一个基于链表结构的阻塞队列，此队列按FIFO （先进先出）排序元素，吞吐量通常要高于ArrayBlockingQueue。静态工厂方法Executors.newFixedThreadPool()使用了这个队列

3、SynchronousQueue

一个不存储元素的阻塞队列。每个插入操作必须等到另一个线程调用移除操作，否则插入操作一直处于阻塞状态，吞吐量通常要高于LinkedBlockingQueue，静态工厂方法Executors.newCachedThreadPool使用了这个队列。

4、PriorityBlockingQueue

一个具有优先级的无限阻塞队列。

11.线程池的运行流程

在这里插入图片描述

12.为什么不建议使用 Executors静态工厂构建线程池

线程池不允许使用Executors去创建，而是通过ThreadPoolExecutor的方式，这样的处理方式让写的同学更加明确线程池的运行规则，规避资源耗尽的风险

说明：Executors返回的线程池对象的弊端如下：

1：FixedThreadPool 和 SingleThreadPool：
允许的请求队列（底层实现是LinkedBlockingQueue）长度为Integer.MAX_VALUE，可能会堆积大量的请求，从而导致OOM
2：CachedThreadPool 和 ScheduledThreadPool
允许的创建线程数量为Integer.MAX_VALUE，可能会创建大量的线程，从而导致OOM。

创建线程池的正确姿势

避免使用Executors创建线程池，主要是避免使用其中的默认实现，那么我们可以自己直接调用ThreadPoolExecutor的构造函数来自己创建线程池。在创建的同时，给BlockQueue指定容量就可以了。

private static ExecutorService executor = new ThreadPoolExecutor(10, 10,
        60L, TimeUnit.SECONDS,
        new ArrayBlockingQueue(10));

13.如何自定义拒绝策略

1、DiscardPolicy: 默默丢弃无法处理的任务，不予任何处理
2、DiscardOldestPolicy: 丢弃队列中最老的任务, 尝试再次提交当前任务
3、AbortPolicy: 直接抛异常，阻止系统正常工作。
4、CallerRunsPolicy: 将任务分给调用线程来执行,运行当前被丢弃的任务，这样做不会真的丢弃任务，但是提交的线程性能有可能急剧下降。

拒绝策略的接口实现

public interface RejectedExecutionHandler {
    void rejectedExecution(Runnable r, 
    ThreadPoolExecutor executor);
}

自定义拒绝策略的代码示例

public class RejectThreadPoolDemo {
    public static class MyTask implements Runnable {
        @Override
        public void run() {
            System.out.println(System.currentTimeMillis()
                    + ":Thread ID:" + Thread.currentThread().getId());
            try {
                Thread.sleep(100);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

    public static void main(String args[]) throws InterruptedException {
        MyTask myTask = new MyTask();

        ExecutorService executorService = new ThreadPoolExecutor(5, 5, 0L,
            TimeUnit.SECONDS, 
            new LinkedBlockingDeque<Runnable>(10),   
            Executors.defaultThreadFactory()
                , new RejectedExecutionHandler() {
            @Override
            public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor executor) {
                //打印丢弃的任务
                System.out.println(r.toString() + " is discard");
            }
        });
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            executorService.submit(myTask);
            Thread.sleep(10);
        }
    }
}

需要实现RejectedExecutionHandler接口中的RejectedExecution方法,中间有2个参数分别为Runnable和ThreadPoolExecutor参数